国家自然科学基金(20676132)
- 作品数：3 被引量：4H指数：1
- 相关作者：程谟杰柳林董永来张云涂宝峰更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院研究生院更多>>
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- 中温固体氧化物燃料电池NiO/YSZ阳极的还原过程被引量：3
- 2008年
- 以氢气程序升温还原(H2-TPR)为手段,研究了中温固体氧化物燃料电池烧结NiO/YSZ阳极的还原过程,并通过对电池开路电位和阻抗的原位监测考察了电池中阳极的还原过程.H2-TPR结果表明,阳极烧结温度升高,阳极中的NiO变得难以还原,但当温度提高到1500℃时,NiO还原峰的峰温降低.阳极NiO含量越高,NiO越容易被还原.这是由于烧结过程中NiO颗粒长大和NiO/YSZ界面分离共同作用的结果.电池原位还原过程中开路电位的变化表明,具有高NiO含量的阳极还原较慢.这主要是由于高NiO含量的阳极具有较大的收缩率和大的NiO粒子,导致还原初期产生的大量H2O不能被及时排出,从而抑制了还原过程.电池还原过程中交流阻抗谱的变化表明,50%NiO/YSZ阳极具有最稳定的还原过程.30%和70%NiO/YSZ电池都有一个极化电阻逐渐增大的过程,前者的极化电阻在还原600min后逐渐稳定,而后者并不能稳定.
- 刘斌张云涂宝峰柳林董永来程谟杰
- 关键词：钇氧化锆交流阻抗谱程序升温还原固体氧化物燃料电池
- 中温固体氧化物燃料电池Sc掺杂锰酸锶镧阴极材料被引量：1
- 2009年
- 采用改进的柠檬酸法合成了Sc掺杂的锰酸锶镧(LSM)材料(LSMS),即La0.8Sr0.2Mn1-xScxO3±δ(简写为LSMSx,x=0,0.02,0.05和0.1)复合氧化物.采用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)及电化学方法分别对合成材料的结构、还原行为及以LSMSx-YSZ(即LSMSx与8%Y2O3掺杂的ZrO2复合物)为阴极的中温固体氧化物燃料电池的性能进行了表征.XRD结果表明,在焙烧温度900℃、Sc掺杂量较低(x<0.1)时LSMS材料能形成纯钙钛矿结构,随着掺杂量和焙烧温度提高,LSMS发生了不同程度的Sc2O3偏析现象.H2-TPR结果表明,焙烧温度对材料还原峰的形状和温度影响较大.由于Sc的掺杂以及Sc2O3的析出在样品结构中引入了结构缺陷,提高了LSMS中Mn4+和氧空位的浓度,加快了体相氧的迁移,改善了材料的还原性.但是随着Sc含量和焙烧温度提高,Sc掺杂对样品的还原活性改善不明显,这是由于Sc2O3偏析量增加引起的.电化学方法表征结果表明,LSMSx-YSZ复合阴极电池性能受Sc掺杂量、操作温度及阴极焙烧温度的影响.在本研究的掺杂范围内,Sc的掺杂显著提高了LSM基阴极低温操作的性能.这主要是由于Sc掺杂LSMS-YSZ复合阴极中氧空位的数目增加,导致阴极对氧还原反应的电化学活性提高,改善了LSM基阴极由于氧空位不足引起低温下极化损失严重的问题.
- 岳响玲柳林张敏杨敏董永来程谟杰
- 关键词：中温固体氧化物燃料电池钪复合阴极材料氧化钪氧空位
- 钐锶钴阴极/镧锶镓镁电解质界面的元素扩散
- 2009年
- 采用X射线衍射、扫描电镜及电化学方法考察了固体氧化物燃料电池钐锶钴(Sm0.5Sr0.5CoO3-δ,SSC)阴极烧结温度和时间对镧锶镓镁(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ,LSGM)电解质的导电行为和电解质/阴极界面电化学性质的影响.结果表明,当SSC阴极的烧结温度由1173K升高到1323K时,LSGM/SSC界面形成了LaSrGaO4和LaSrGa3O7杂相;当烧结温度升高到1373K时,还形成了高电子电导率的La-Sr-Co-O复合化合物.Co元素的扩散导致LSGM电解质电子电导率升高,氧离子迁移数和电池开路电压降低.延长SSC阴极烧结时间,LSGM电解质的欧姆电阻增大,电解质氧离子迁移数和电池的开路电压降低,这是由于延长SSC烧结时间加剧了LSGM/SSC界面上高阻抗相LaSrGaO4和LaSrGa3O7的生成.阴极中大量Co元素的扩散改变了LSGM电解质内部组成与结构.
- 洪博张云涂宝峰程谟杰
